基于視覺和紅外定位的移動破碎站與傳送帶自動對正及報警系統技術方案

本發明專利技術公開了一種基于視覺和紅外定位的移動破碎站與傳送帶自動對正及報警系統，包括電動推桿、破碎機機架、移動破碎站伸縮臂、固定裝置、舵機、雙目CCD攝像頭、紅外探測傳感器、紅外發射源、信號燈、輸送帶物料接收設備和輸送帶；電動推桿的伸縮端與破碎機機架鉸接，移動破碎站伸縮臂一端固定在破碎機機架上，移動破碎站伸縮臂中段上設置固定裝置和舵機，雙目CCD攝像頭設置在舵機下方，紅外探測傳感器設置在移動破碎站伸縮臂懸置端的下方；輸送帶物料接收設備上設置信號燈，物料接收設備周圍布設四個同一平面矩形分布的紅外發射點。本能夠減輕人為對正調節過程中工作量，自動化程度高，能顯著提高生產效率。

【技術實現步驟摘要】
基于視覺和紅外定位的移動破碎站與傳送帶自動對正及報警系統
本專利技術涉及礦山機械領域，特別是涉及一種移動破碎站與物料輸送設備自動對接技術。
技術介紹
移動式破碎站在大型露天礦中大量采用，大塊礦石物料被移動破碎站破碎后，經輸送帶傳輸至物料收集中心，現在移動破碎站的出料口和傳送帶的對正一般為人工調節，調節準確度較低，而且比較耗時，降低了破碎作業效率，急需一種高效自動化對正方法。
技術實現思路
本專利技術提供了一種基于視覺測距和紅外定位的移動破碎站出料口與傳送帶自動對正及報警系統。本專利技術能夠實時監測，一旦對正出現問題，及時報警，大大減少了人為調節的難度，提高了生產效率。本專利技術包括電動推桿、破碎機機架、移動破碎站伸縮臂、固定裝置、舵機、雙目CCD攝像頭、紅外探測傳感器、紅外發射源、信號燈、輸送帶物料接收設備和輸送帶；電動推桿的缸體端與固定物鉸接，電動推桿的伸縮端與破碎機機架鉸接，移動破碎站伸縮臂一端固定在破碎機機架上，移動破碎站伸縮臂另一端懸置，移動破碎站伸縮臂中段上設置固定裝置和舵機，舵機位于固定裝置下方，雙目CCD攝像頭設置在舵機下方，紅外探測傳感器設置在移動破碎站伸縮臂懸置端的下方；輸送帶物料接收設備和輸送帶位于移動破碎站伸縮臂懸置端的下部，輸送帶物料接收設備上設置信號燈，物料接收設備周圍布設四個同一平面矩形分布的紅外發射點。本專利技術的工作過程和原理：本專利技術調節參數有兩個，一個為移動破碎站伸縮臂的長短，另一個為移動破碎站伸縮臂繞機架旋轉角度，移動破碎站伸縮臂伸長量和旋轉角度的調節為閉環反饋調節。在移動破碎站伸縮臂上安裝舵機，雙目CCD攝像頭固定在舵機上，雙目CCD攝像頭通過視覺識別并實時跟蹤輸送帶物料接收設備上的信號燈，實時視覺測量破碎站到傳送帶物料接收設備距離，控制系統根據位移傳感器反饋數據與測量距離做差，作為調節輸入，控制步進電機和電動推桿調整移動破碎站出料口與輸送帶物料接收設備對正，雙目CCD攝像頭與移動破碎站伸縮臂之間的夾角通過角度傳感器測量，該角度誤差作為本專利技術第二個控制輸出，控制系統根據角度偏差控制變頻器的輸出頻率，進而控制步進電機的轉角，調節角度偏差至0，當輸送帶物料接收設備上的信號燈不在視野之內時，程序控制CCD攝像頭360°旋轉搜索目標并報警，直到發現目標并跟蹤，當移動破碎站與輸送帶物料接收設備的距離超過了系統調節范圍時，系統自動報警，輸送帶物料接收設備周圍布設四個同一平面矩形分布的紅外發射點，當物料破碎站出料口位于輸送帶物料接收設備上方時，通過紅外探測傳感器對紅外發射點進行探測，當紅外探測傳感器探測到三個以上紅外發射點時，系統自動切換到紅外控制模式，通過對紅外點坐標進行推算，找到紅外發射點中心點A在紅外探測傳感器局部坐標系坐標，該點橫坐標d1作為角度調節參數，該點縱坐標d2作為伸縮量調節參數，最終調節中心點坐標A與局部坐標系原點O重合，即實現出料口和輸送帶物料接收設備自動對正，設備運行過程中若移動破碎站出料口坐標偏差超出落料范圍時，自動發出警報。移動破碎站伸縮臂的懸置端是移動破碎站出料口。本專利技術的有益效果：1、采用視覺方法進行目標識別和距離測量，視覺目標識別和視覺測距方法研究相對比較成熟，目標識別方法比較多，本專利技術組合多種識別方法對目標進行識別，可靠性高，且設備簡單，節省成本，相對于GPS、激光、超聲波等方法，自主性強，無需人調節，且不受信號強度影響。2、采用紅外定位方法對移動破碎站出料口和傳送帶進行對正精確調節，由于移動破碎站在物料輸送過程中，破碎站出料口周圍會產生大量的灰塵，采用紅外方式不受灰塵的影響，且可以全天候工作。3、系統的狀態監測和報警功能能夠實時監測對正狀態，當無法對正或者超出了對正范圍時，及時作出報警。4、設備調整過程中無需人為手動調節，提高了系統自動化程度，簡單方便。附圖說明圖1為本專利技術的結構示意簡圖。圖2為本專利技術的視覺調節原理圖。圖3為本專利技術的紅外調節原理圖。其中：1、電動推桿；2、破碎機機架；3、移動破碎站伸縮臂；4、固定裝置；5、舵機；6、雙目CCD攝像頭；7、紅外探測傳感器；8、紅外發射源；9、信號燈；10、輸送帶物料接收設備；11、輸送帶。具體實施方式請參閱圖1所示，本專利技術包括電動推桿1、破碎機機架2、移動破碎站伸縮臂3、固定裝置4、舵機5、雙目CCD攝像頭6、紅外探測傳感器7、紅外發射源8、信號燈9、輸送帶物料接收設備10和輸送帶11；電動推桿1的缸體端與固定物鉸接，電動推桿1的伸縮端與破碎機機架2鉸接，移動破碎站伸縮臂3一端固定在破碎機機架2上，移動破碎站伸縮臂3另一端懸置，移動破碎站伸縮臂3中段上設置固定裝置4和舵機5，舵機5位于固定裝置4下方，雙目CCD攝像頭6設置在舵機5下方，紅外探測傳感器7設置在移動破碎站伸縮臂3懸置端的下方；輸送帶物料接收設備10和輸送帶11位于移動破碎站伸縮臂3懸置端的下部，輸送帶物料接收設備10上設置信號燈9，物料接收設備10周圍布設四個同一平面矩形分布的紅外發射點8。本專利技術的工作過程和原理：請參閱圖2和圖3所示，本專利技術調節參數有兩個，一個為移動破碎站伸縮臂3的長短，另一個為移動破碎站伸縮臂3繞機架旋轉角度，移動破碎站伸縮臂3伸長量和旋轉角度的調節為閉環反饋調節。在移動破碎站伸縮臂3上安裝舵機5，雙目CCD攝像頭6固定在舵機5上，雙目CCD攝像頭6通過視覺識別并實時跟蹤輸送帶物料接收設備上的信號燈9，實時視覺測量破碎站到傳送帶物料接收設備距離，控制系統根據位移傳感器反饋數據與測量距離做差，作為調節輸入，控制步進電機和電動推桿1調整移動破碎站出料口與輸送帶物料接收設備10對正，雙目CCD攝像頭6與移動破碎站伸縮臂3之間的夾角通過角度傳感器測量，該角度誤差作為本專利技術第二個控制輸出，控制系統根據角度偏差控制變頻器的輸出頻率，進而控制步進電機的轉角，調節角度偏差至0，當輸送帶物料接收設備10上的信號燈9不在視野之內時，程序控制CCD攝像頭360°旋轉搜索目標并報警，直到發現目標并跟蹤，當移動破碎站與輸送帶物料接收設備10的距離超過了系統調節范圍時，系統自動報警，輸送帶物料接收設備10周圍布設四個同一平面矩形分布的紅外發射點8，當物料破碎站出料口位于輸送帶物料接收設備10上方時，通過紅外探測傳感器7對紅外發射點8進行探測，當紅外探測傳感器7探測到三個以上紅外發射點8時，系統自動切換到紅外控制模式，通過對紅外點坐標進行推算，找到紅外發射點8中心點A在紅外探測傳感器7局部坐標系坐標，該點橫坐標d1作為角度調節參數，該點縱坐標d2作為伸縮量調節參數，最終調節中心點坐標A與局部坐標系原點O重合，即實現出料口和輸送帶物料接收設備10自動對正，設備運行過程中若移動破碎站出料口坐標偏差超出落料范圍時，自動發出警報。移動破碎站伸縮臂3的懸置端是移動破碎站出料口。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于視覺和紅外定位的移動破碎站與傳送帶自動對正及報警系統，其特征在于：包括電動推桿(1)、破碎機機架(2)、移動破碎站伸縮臂(3)、固定裝置(4)、舵機(5)、雙目CCD攝像頭(6)、紅外探測傳感器(7)、紅外發射源(8)、信號燈(9)、輸送帶物料接收設備(10)和輸送帶(11)；電動推桿(1)的缸體端與固定物鉸接，電動推桿(1)的伸縮端與破碎機機架(2)鉸接，移動破碎站伸縮臂(3)一端固定在破碎機機架(2)上，移動破碎站伸縮臂(3)另一端懸置，移動破碎站伸縮臂(3)中段上設置固定裝置(4)和舵機(5)，舵機(5)位于固定裝置(4)下方，雙目CCD攝像頭(6)設置在舵機(5)下方，紅外探測傳感器(7)設置在移動破碎站伸縮臂(3)懸置端的下方；輸送帶物料接收設備(10)和輸送帶(11)位于移動破碎站伸縮臂(3)懸置端的下部，輸送帶物料接收設備(10)上設置信號燈(9)，物料接收設備(10)周圍布設四個同一平面矩形分布的紅外發射源(8)。

【技術特征摘要】
1.一種基于視覺和紅外定位的移動破碎站與傳送帶自動對正及報警系統，其特征在于：包括電動推桿(1)、破碎機機架(2)、移動破碎站伸縮臂(3)、固定裝置(4)、舵機(5)、雙目CCD攝像頭(6)、紅外探測傳感器(7)、紅外發射源(8)、信號燈(9)、輸送帶物料接收設備(10)和輸送帶(11)；電動推桿(1)的缸體端與固定物鉸接，電動推桿(1)的伸縮端與破碎機機架(2)鉸接，移動破碎站伸縮臂(3)一端固定在破碎機機架(2)上，移...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王國強，張樹兵，金娥，黃婷婷，田鶴，楊瑞鵬，
申請(專利權)人：吉林大學，
類型：發明
國別省市：吉林,22